发布时间:2014-09-17
§4.7牛顿运动定律的应用――超重失重
【学习目标】
1.知识与技能:知道超重和失重现象的概念;产生超重和失重的条件;会分析解决超重和失重的实际问题。
2.过程与方法:经历在电梯升降过程中感受到的超重和失重过程,观察并体验超重和失重现象,探究产生超重和失重现象原因,学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
3.情感态度与价值观:通过合作性学习活动,体会牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用,激发学习的兴趣。
【学习重点】超重和失重的实质。
【学习难点】应用牛顿定律求解超重和失重问题。
【知识回顾】
1.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合力成______,跟物体的质量成______,加速度的方向跟合力的方向______。公式写成:_______。
2.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是________、________,作用线在__________上。
【自主学习】
一、实重和视重:
1.证明:物体静止在台秤上时,对台秤的压力等于物体的重力。
2.证明:物体静止在弹簧测力计下时,对弹簧秤的拉力等于物体的重力。
总结: 叫做实重,台秤受到的压力和测力计受到的拉力也就是我们看到的示数,叫做 。
问题:(1)实重和什么因素有关? (2)视重一定等于实重吗?
【合作探究】观察电梯中的台秤示数变化,分小组总结规律,完成表格。
位置或运动过程 | 速度规律 | 视重F’与实重mg比较 | 加速度方向 |
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二、超重:
1.定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 自身重力的现象。
2.本质:具有 的 。
3.分类: 和 。
例题1:人的质量为m,当电梯以加速度a加速上升时,人对地板的压力F’是多大?
三、失重:
1.定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 自身重力的现象。
2.本质:具有 的 。
3.分类: 和 。
例题2:人的质量为m,当电梯以加速度a加速下降时,人对地板的压力F’是多大?
4.完全失重:物体以a= 加速度运动时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于 的现象。
思考:(1)哪些运动是完全失重呢?
(2)在完全失重的系统中,哪些测量仪器不能使用?
【针对训练】
1.电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。当电梯运动时,看到弹簧秤的读数为6N,则可能是( )
A.电梯加速向上运动 B.电梯减速向上运动
C.电梯加速向下运动 D.电梯减速向下运动
2.在以加速度a匀加速上升的电梯中,有一个质量为m的人,站在磅秤上,则此人称得自己的“重量”为( )
A.ma B.m(a+g) C.m(g-a) D.mg
【作业】
1.人站在升降机中,当升降机在上升过程中速度逐渐减小时,以下说法正确的是( )
A.人对底板的压力小于人所受重力 B.人对底板的压力大于人所受重力
C.人所受重力将减小 D.人所受重力保持不变
2.某人在以a=2.5m/s2的加速下降的电梯中最多可举起m1=80kg的物体,则此人在地面上最多可举起多少千克的物体?若此人在一匀加速上升的电梯中,最多能举起m2=40kg的物体,则此高速电梯的加速度多大?(g取10m/s2)
3.一位同学的家住在一座25层的高楼内,他每天乘电梯上楼,经过多次仔细观察和反复测量,他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律,他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度。他将台秤放在电梯内,将重物放在台秤的托盘上,电梯从第一层开始启动,经过不间断地运行,最后停在最高层。在整个过程中,他记录了台秤在不同时间段内的示数,记录的数据如下表所示。但由于0-3.0s段的时间太短,他没有来得及将台秤的示数记录下来,假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的,重力加速度g取10m/s2。
(1)电梯在0-3.0s时间段内台秤的示数应该是多少?
(2)根据测量的数据计算该楼房每一层的平均高度。
时间/s | |
电梯启动前 | 5.0 |
0-3.0 | |
3.0-13.0 | 5.0 |
13.0-19.0 | 4.6 |
19.0以后 | 5.0 |
4.一个人蹲在台秤上,试分析:在人突然站起的过程中,台秤的示数如何变化?
【学后反思】
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